Preparação, caracterização e certificação de material de referência de pilhas alcalinas

• Autor(a) principal: Schuh, Alexandra Janine
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/232232
• topic: Material de referência certificado; Pilha alcalina; Espectrometria de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado; Chumbo; Cádmio; Mercúrio; Certified reference material; Alkaline batteries; Production and characterization; Method validation; Cadmium; Lead; Mercury

A produção de materiais de referência certificados (MRCs) é restrita no Brasil, principalmente para elementos traço em matrizes complexas, como é o caso de pilhas alcalinas. O tema da presente tese é a produção de MRCs de cátodo e ânodo de pilha alcalina, com respeito às concentrações de chumbo, cádmio e mercúrio. Quatro materiais candidatos foram preparados, dois simulando o cátodo e o ânodo de pilhas alcalinas e outros dois obtidos a partir do ânodo e cátodo de pilhas alcalinas comercializadas no Brasil. Os materiais candidatos foram avaliados por meio da calorimetria diferencial exploratória (DSC) e termogravimetria (TGA), quanto a potenciais riscos devidos a reações ocasionadas por ação da temperatura, sendo que nenhum risco foi detectado. Também foram caracterizados quanto à homogeneidade, distribuição do tamanho das partículas e estabilidade a curto e longo prazos. Foi observado que todas as partículas dos materiais eram < 0,5 mm e estes mostraram-se estáveis e homogêneos. Foi realizada a quantificação de três elementos alvo (Pb, Cd e Hg) por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES), sendo feita validação da metodologia para tal finalidade. Para verificar a homogeneidade quanto às concentrações dos elementos alvo, foi ainda investigada a massa mínima de material a ser utilizada na análise. Foi observado que os quatro materiais produzidos atendem ao requisito de homogeneidade em relação às concentrações de chumbo, cádmio e mercúrio entre os frascos (EF) e dentro dos frascos (DF), considerando-se massa mínima de 250 mg de material. Os materiais também se mostraram estáveis a 40 °C e umidade relativa de 80% por um período de 24 meses. Na atribuição dos valores das concentrações de chumbo, cádmio e mercúrio e nos cálculos de incerteza para cada um dos elementos nos quatro materiais, as incertezas encontradas foram da mesma ordem de grandeza daquelas relatadas para MRCs sólidos. Amostras dos quatro materiais foram analisados por três laboratórios parceiros acreditados à norma NBR ISO/IEC 17025 e, excluindo-se um outlier (Pb em zinco em pó), as concentrações dos três elementos alvo encontradas pelos laboratórios estavam dentro da faixa esperada de concentração, evidenciando a reprodutibilidade dos valores de concentração atribuídos. Assim, conclui-se que os materiais produzidos atendem aos requisitos de qualidade nacionais e internacionais e, portanto, os quatro materiais são passíveis de certificação.